目前，配電自動化被認(rèn)為是電網(wǎng)智能控制功能向配電方向的延伸和超越……可通過智能電網(wǎng)實現(xiàn)。配電自動化的優(yōu)勢被廣泛接受，但并沒有使成功實現(xiàn)或可靠性變得簡單，這些是大范圍廣泛應(yīng)用的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。

實現(xiàn)配電自動化面臨的挑戰(zhàn)

過去的電力公司現(xiàn)在分成了發(fā)電和配電公司，雙方都紛紛在配電網(wǎng)上安裝智能電表，以及更改基礎(chǔ)設(shè)施。管理分布如此廣泛的設(shè)施面臨的主要挑戰(zhàn)是什么？MaximIntegrated認(rèn)為有兩個關(guān)鍵領(lǐng)域需要注意，并且這些領(lǐng)域也是電網(wǎng)供應(yīng)商的機遇：資產(chǎn)保護、電網(wǎng)安全。我們對這些領(lǐng)域分別進行簡要討論。

資產(chǎn)保護

資產(chǎn)保護意味著供電公司必須投入高性能元件，可靠監(jiān)測電網(wǎng)以及保護其高成本資產(chǎn)。通過保護所有資產(chǎn)，供電公司的總體投資將提供長時間有效服務(wù)。配電自動化設(shè)備的投資數(shù)額巨大，一個變電站的自動化升級成本為1000萬至2000萬美元。6所以，如果沒有長遠(yuǎn)的項目目標(biāo)及深入論證，現(xiàn)代化的供電公司不會開始大型升級項目，而項目的成本往往會引起費率調(diào)整，以覆蓋項目成本。這正是高質(zhì)量半導(dǎo)體傳感器以及優(yōu)化器件如此重要的原因。這些器件將確保電網(wǎng)正常運行，從而為供電公司的投資提供最有效的保護。

所有并網(wǎng)裝置的核心是模擬信號鏈。配電網(wǎng)中的每個裝置都需要進行電測量。最簡單的并網(wǎng)裝置僅測量電流，而最復(fù)雜的繼電器則執(zhí)行全部四象限測量，獲得多次諧波。該信號鏈通常包括電壓或電流變壓器、運算放大器、電壓基準(zhǔn)，以及用于實際電測量的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。隔離及直流/直流轉(zhuǎn)換器提供必要的保護及系統(tǒng)工作電源。

作為信號鏈核心的ADC必須提供配電自動化所需的最佳性能。MAX11040K具有24位分辨率和高達(dá)64ksps的采樣率，具備所要求的高性能。這款4通道ADC同時采樣多個通道，防止線路之間的任何同步誤差。多片MAX11040K可級聯(lián)在一起，實現(xiàn)最高32通道采樣。

大多數(shù)半導(dǎo)體公司采用簡單的信號鏈方框圖展示其配電自動化領(lǐng)域的知識，而這種演示是不夠的。智能電網(wǎng)所需設(shè)備的多樣性要求對每個元件及產(chǎn)品具有深入的了解。從相量測量單元到電容組控制器，每個系統(tǒng)的精度和定時要求區(qū)別很大，要求器件具有相當(dāng)?shù)男阅苤笜?biāo)。

安全

由于所有配電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施都必須能夠預(yù)防網(wǎng)絡(luò)攻擊，所以電網(wǎng)及其數(shù)據(jù)的安全性至關(guān)重要。安全性是當(dāng)今先進配電系統(tǒng)中討論最多的話題。討論往往集中在網(wǎng)絡(luò)安全和加密，盡管加密非常重要，但并不是現(xiàn)代化的靈丹妙藥。系統(tǒng)安全方案利用高級物理安全實現(xiàn)無可比擬的低成本IP保護、預(yù)防克隆以及外設(shè)安全認(rèn)證。8雙向安全認(rèn)證、多層加密和物理篡改檢測全部預(yù)防電網(wǎng)遭受網(wǎng)絡(luò)威脅：硬件、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)存儲。

在保護硬件時，安全策略考慮從制造到安裝直至銷毀的整個產(chǎn)品生命周期。必須組合采用安全硬件和安全保護方案。防止制造合作伙伴訪問私匙或者防止開發(fā)攻擊系統(tǒng)的途徑非常重要。2012年初期波多黎各曾發(fā)生完全違反保密協(xié)議的事件，完全破壞了當(dāng)?shù)匦虏渴鸬碾娋W(wǎng)。安裝期間，必須對安全資產(chǎn)實行嚴(yán)格認(rèn)證，最好是雙向認(rèn)證，以及質(zhì)詢和應(yīng)答，以確保合法性。這樣的相互認(rèn)證將確認(rèn)無論是裝置還是軟件在制造期間未經(jīng)篡改，尤其是處在第三方承包商時。工作期間，需要采用物理安全確保系統(tǒng)不容易被篡改。為防止通過攔截、更改，或者利用能夠打開或關(guān)斷電力的通信消息進行篡改，也必須采用多層加密。

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